A física quântica investiga os padrões de ação que se desdobram em níveis microscópicos, abrangendo desde o mundo molecular até o nível subatômico.
A mecânica quântica, nomeada também como física quântica, constitui uma vasta área de estudo que se concentra na análise e explicação do comportamento de sistemas físicos em escalas diminutas, situadas próximas aos tamanhos de moléculas, átomos e partículas subatômicas.
Por meio da investigação na física quântica, tornou-se possível compreender os processos de decaimento radioativo, as interações de emissão e absorção de luz pelos átomos, a geração de raios X, o fenômeno fotoelétrico, as propriedades elétricas dos semicondutores, entre outras áreas de estudo.
Quando nos aproximamos da escala dos átomos e moléculas, as leis da física que normalmente guiam o movimento dos objetos ao nosso redor se tornam insuficientes para descrever precisamente o que está acontecendo. No mundo quântico, as leis físicas não são mais previsíveis no sentido tradicional; não podemos determinar com certeza exata onde uma partícula está localizada ou sua velocidade. Em vez disso, todas as medidas feitas em sistemas quânticos são expressas em termos de probabilidades.
Mesmo com tecnologias avançadas, não podemos determinar a posição exata de um átomo, não por limitações de nossos instrumentos, mas pela própria natureza da física quântica.
A mecânica quântica tem sido um mistério por muito tempo, levando alguns físicos a questioná-la e gerando diferentes interpretações, e até mesmo mitos ao seu redor. Apesar disso, é uma das teorias físicas mais bem-sucedidas, fornecendo resultados precisos.
Segundo a interpretação de Copenhague, proposta por grandes nomes como Niels Bohr e Max Born, todos os sistemas quânticos são descritos por uma função de onda complexa e virtual, da qual podemos extrair informações sobre o sistema.
Os resultados baseados nessas funções de onda são probabilidades de observação ou ocorrência de eventos quânticos, como emissão radioativa ou decaimento de partículas.
Os físicos enfrentam o desafio de encontrar a função de onda para um sistema, o que envolve resolver equações como a equação de Schrödinger, relacionando as energias do sistema.
A física quântica tem inúmeras aplicações, incluindo a compreensão de emissões de luz pelos átomos, fenômenos de decaimento radioativo, efeitos fotoelétricos, interações nucleares, modelo padrão de partículas, dualidade onda-partícula e pode até derivar das leis da física clássica que conhecemos.
Origem
A Física quântica moderna teve seu início marcante em 1920, quando o físico alemão Max Planck conseguiu explicar a emissão de radiação de um corpo negro e sua relação com um fenômeno peculiar nos cálculos da época, chamado de “catástrofe ultravioleta”.
Naquela época, os corpos negros, que absorvem toda a radiação direcionada a eles e a reemitem como radiação térmica, não se comportavam conforme previsto pela teoria eletromagnética. Para resolver esse problema, Planck propôs que a energia do campo eletromagnético fosse quantizada, ou seja, dividida em pequenos pacotes de energia chamados fótons.
A ideia de Planck inicialmente não foi bem recebida, mas alguns anos depois, Albert Einstein a utilizou com sucesso para explicar o efeito fotoelétrico. Em 1905, Einstein publicou uma série de artigos revolucionários, incluindo aqueles que lhe renderiam o Prêmio Nobel de Física por sua explicação do efeito fotoelétrico. Ele concluiu que a luz pode se comportar tanto como partícula quanto como onda, um conceito conhecido como dualidade da luz.
Em 1924, Louis de Broglie contribuiu para a mecânica quântica ao postular que partículas quânticas, como elétrons, também têm uma propriedade ondulatória. Ele sugeriu que os elétrons deveriam exibir padrões de interferência semelhantes aos das ondas quando passam por um experimento de dupla fenda. Essa hipótese foi confirmada em 1927 pelo experimento de Davisson-Germer, estabelecendo a dualidade onda-partícula.
Em 1927, Werner Heisenberg formulou o princípio da incerteza, derivado das propriedades matemáticas da teoria quântica. Esse princípio afirma que existem pares de variáveis que não podem ser medidas simultaneamente com total precisão. Por exemplo, posição e velocidade de uma partícula não podem ser determinadas com precisão absoluta ao mesmo tempo. Isso ocorre porque o ato de medir uma variável perturba a outra, levando a um comportamento não determinístico das grandezas físicas, semelhante ao de ondas, onde suas amplitudes representam probabilidades.
Física quântica e pseudociência
Atualmente, é comum nos depararmos com propagandas de cursos, tratamentos milagrosos, produtos inovadores e terapias infalíveis, todos anunciados com referências à Física quântica. No entanto, é importante ressaltar que esses anúncios não têm relação direta com os princípios científicos estabelecidos pela pesquisa em Física quântica. Na verdade, trata-se de uma apropriação inadequada desses termos, muitas vezes aproveitando-se da falta de conhecimento da maioria das pessoas sobre a Física moderna.
Para compreender verdadeiramente a Física quântica, é necessário dominar um vasto formalismo matemático e possuir conhecimento em áreas como Física, Álgebra, Geometria e Eletrodinâmica. Isso requer muitos anos de estudo para alcançar um entendimento minimamente satisfatório segundo os padrões acadêmicos.
Embora algumas pessoas relatem benefícios ao adotarem essas práticas que se dizem baseadas em conceitos quânticos, é importante destacar que esses efeitos não têm base científica sólida. Os fenômenos quânticos são relevantes apenas em escalas atômicas; em escalas maiores, prevalecem as leis da Física clássica.
Os supostos benefícios percebidos podem ser comparados aos efeitos observados em pacientes que recebem placebos em experimentos médicos: muitas vezes, eles relatam melhoras simplesmente porque acreditam estar recebendo um tratamento eficaz.
Devido à falta de compreensão sobre o verdadeiro significado dos conceitos quânticos, é comum que essas ideias sejam envolvidas em um certo misticismo, levando ao seu uso em contextos inapropriados, como em palestras motivacionais, cursos de coaching, cosméticos e práticas de cura. É importante estar ciente de que muitos desses anúncios são pseudocientíficos e visam principalmente o lucro, podendo até mesmo ser considerados charlatanismo.
Quando confrontado com conceitos quânticos aplicados de maneira questionável, é essencial desconfiar e procurar informações em fontes confiáveis, como sites educacionais reconhecidos, instituições de ensino ou artigos científicos. A informação é a melhor defesa contra golpes, charlatanismo e outras formas de exploração que se aproveitam do nome de áreas do conhecimento respeitadas, mas mal compreendidas pela maioria das pessoas.